本發明涉及風機參數測量，具體涉及一種風機葉片彎矩載荷測量方法。
背景技術：
：：1、相關技術中，風力發電機通常安裝在野外，風況復雜多變，包括風速、風向、湍流強度等因素的隨機性，對葉片載荷的標定帶來很大不確定性。此外，溫度、濕度、氣壓等環境因素的變化也會影響葉片的材料特性和氣動性能，從而影響載荷標定的準確性。相關技術中的標定方法精度不足，效率低，難以滿足多種場景的載荷測量要求。因此，如何精確、高效地獲得風機葉片的載荷是亟待解決的問題。技術實現思路1、為了克服相關技術中諸多問題中的至少一者，本發明提供了一種風機葉片彎矩載荷測量方法。2、獲取從機艙坐標系到葉片坐標系的變換矩陣t；3、在4組不同工況下，根據所述的變換矩陣t將目標葉片自重在機艙坐標系下產生的彎矩載荷mbj轉換至葉片坐標系下的彎矩載荷mj，并利用4組不同工況下的mj構造彎矩載荷矩陣m，其中j代表第j種工況；4、獲得所述4組不同工況下每個光纖載荷傳感器的特征波長矩陣，其中<msub><mi>λ</mi><mi>i</mi></msub><mi>=</mi><msup><mrow><mi>[</mi><msub><mi>λ</mi><mi>i1</mi></msub><mi>，</mi><msub><mi>λ</mi><mi>i2</mi></msub><mi>，</mi><msub><mi>λ</mi><mi>i3</mi></msub><mi>，</mi><msub><mi>λ</mi><mi>i4</mi></msub><mi>]</mi></mrow><mi>t</mi></msup>，i代表第i個光纖載荷傳感器，且i為大于1的整數；5、基于所述的彎矩載荷矩陣m和特征波長矩陣，計算目標葉片的標定系數矩陣；6、收集所述的光纖載荷傳感器的實時測量數據，并基于所述的目標葉片的標定系數矩陣計算目標葉片的實時彎矩載荷。7、可選的一些實施例中，所述的4組不同工況分別為：8、目標葉片的方位角為90°，槳距角為0°的工況；9、目標葉片的方位角為90°，槳距角為90°的工況；10、目標葉片的方位角為270°，槳距角為0°的工況；11、目標葉片的方位角為270°，槳距角為90°的工況。12、可選的一些實施例中，所述的根據所述的變換矩陣t將目標葉片自重在機艙坐標系下產生的彎矩載荷mbj轉換至葉片坐標系下的彎矩載荷mj，并利用4組不同工況下的mj構造彎矩載荷矩陣m，包括：13、將機艙坐標系下產生的彎矩載荷mbj轉換至葉片坐標系下的對應分量的彎矩載荷，并基于所述的分量的彎矩載荷構造揮舞矩陣mx和擺振矩陣my，其中，所述的<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>m</mi><mi>=</mi><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>m</mi><mi>x</mi></msub><mi>，</mi><msub><mi>m</mi><mi>y</mi></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mstyle>，且<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mi>m</mi><mi>x</mi></msub><mi>=</mi><msup><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>m</mi><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>，</mi><msub><mi>m</mi><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mi>，</mi><msub><mi>m</mi><mrow><mi>x</mi><mn>3</mn></mrow></msub><mi>，</mi><msub><mi>m</mi><mrow><mi>x</mi><mn>4</mn></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow><mi>t</mi></msup></mstyle>，<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mi>m</mi><mi>y</mi></msub><mi>=</mi><msup><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>m</mi><mrow><mi>y</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>，</mi><msub><mi>m</mi><mrow><mi>y</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mi>，</mi><msub><mi>m</mi><mrow><mi>y</mi><mn>3</mn></mrow></msub><mi>，</mi><msub><mi>m</mi><mrow><mi>y</mi><mn>4</mn></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow><mi>t</mi></msup></mstyle>。14、可選的一些實施例中，所述的光纖載荷傳感器包括4個，分別為第1光纖載荷傳感器、第2光纖載荷傳感器、第3光纖載荷傳感器和第4光纖載荷傳感器；且按順時針方向沿著目標葉片的根部順時針方向呈正交狀態布置。15、可選的一些實施例中，采用最小二乘法求解第i光纖載荷傳感器對應的中間系數和中心波長。16、可選的一些實施例中，所述的基于所述的彎矩載荷矩陣m和特征波長矩陣計算目標葉片的標定系數矩陣，包括：17、計算第光纖載荷傳感器對應的中間系數和中心波長，并通過4個光纖載荷傳感器的中間系數構造中間系數矩陣p和4個光纖載荷傳感器的中心波長構造中心波長矩陣，其中中間系數矩陣p由下面兩個公式獲得：18、，19、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>m</mi><mi>x</mi></msub><mi>，</mi><msub><mi>m</mi><mi>y</mi></msub><mi>，</mi><mi>ones</mi><mi>(</mi><mn>4</mn><mi>,</mi><mn>1</mn><mi>)</mi></mrow><mo>]</mo></mrow><mi>[</mi><msub><mi>s</mi><mi>xi</mi></msub><mi>,</mi><msub><mi>s</mi><mi>yi</mi></msub><mi>,</mi><msubsup><mi>λ</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup><msup><mi>]</mi><mi>t</mi></msup><mi>=</mi><msub><mi>λ</mi><mi>i</mi></msub></mstyle>，20、其中，為第光纖載荷傳感器的中心波長，p為中間系數矩陣，為中間系數；21、標定系數矩陣k通過對p求偽逆運算獲得，所述的k的表達式為：22、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>k</mi><mi>=</mi><mrow><mo>[</mo><mtablecolumnalign="left"><mtr><mtd><msub><mi>k</mi><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>,</mi><msub><mi>k</mi><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mi>,</mi><msub><mi>k</mi><mrow><mi>x</mi><mn>3</mn></mrow></msub><mi>,</mi><msub><mi>k</mi><mrow><mi>x</mi><mn>4</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>k</mi><mrow><mi>y</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>,</mi><msub><mi>k</mi><mrow><mi>y</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mi>,</mi><msub><mi>k</mi><mrow><mi>y</mi><mn>3</mn></mrow></msub><mi>,</mi><msub><mi>k</mi><mrow><mi>y</mi><mn>4</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable><mo>]</mo></mrow></mstyle>。23、可選的一些實施例中，所述的目標葉片的揮舞彎矩按下式計算：24、25、其中:為第光纖載荷傳感器在軸上對應的標定系數，為第光纖載荷傳感器的波長測量值，為第光纖載荷傳感器的中心波長。26、可選的一些實施例中，所述的目標葉片的擺振彎矩my按下式計算：27、28、其中:為第光纖載荷傳感器在y軸上對應的標定系數，為第光纖載荷傳感器的波長測量值，為第光纖載荷傳感器的中心波長。29、可選的一些實施例中，還包括溫度傳感器，所述的溫度傳感器臨近所述的光纖載荷傳感器設置，且與所述的光纖載荷傳感器一一對應。30、可選的一些實施例中，所述的光纖載荷傳感器反饋載荷作用下的波長測量值，所述的溫度傳感器用于對其對應的光纖載荷傳感器進行溫度補償。31、本發明的技術方案具有如下優點或有益效果：32、（1）本發明通過獲取從機艙坐標系到葉片坐標系的變換矩陣t在4組不同工況下，根據所述的變換矩陣t將目標葉片自重在機艙坐標系下產生的彎矩載荷mbj轉換至葉片坐標系下的彎矩載荷mj，并利用4組不同工況下的mj構造彎矩載荷矩陣m，其中j代表第j種工況；獲得所述4組不同工況下每個光纖載荷傳感器的特征波長矩陣，其中<msub><mi>λ</mi><mi>i</mi></msub><mi>=</mi><msup><mrow><mi>[</mi><msub><mi>λ</mi><mi>i1</mi></msub><mi>，</mi><msub><mi>λ</mi><mi>i2</mi></msub><mi>，</mi><msub><mi>λ</mi><mi>i3</mi></msub><mi>，</mi><msub><mi>λ</mi><mi>i4</mi></msub><mi>]</mi></mrow><mi>t</mi></msup>，i代表第i個光纖載荷傳感器，且i為大于1的整數；基于所述的彎矩載荷矩陣m和特征波長矩陣，計算目標葉片的標定系數矩陣；收集所述的光纖載荷傳感器的實時測量數據，并基于所述的目標葉片的標定系數矩陣計算目標葉片的實時彎矩載荷。本發明的上述參數標定方法和載荷測量方法能夠精確計算出葉片的彎矩載荷，為葉片工作狀態監控和風機控制提供了可靠的測量數據，確保風機工作的安全性和可靠性。此外，本發明的載荷測量方法無使用條件限制，使用范圍廣泛，適用于安置于各種場景下的風機。33、（2）本發明通過提供溫度補償方式使得本發明的方案能夠適應復雜環境；風力發電機組可運行在復雜多變的環境中，確保在不同溫度條件下，測量系統都能提供準確可靠的數據，為風力發電機組的運行和維護提供有力支持。當前第1頁12當前第1頁12